BRPI0618541A2 - rolo de filme pré-estirado com ar retido e método - Google Patents

Abstract

ROLO DE FILME PRé-ESTIRADO COM AR RETIDO E MéTODO. Trata-se de um rolo de filme pré-estirado de polietileno linear mono-orientado de baixa intensidade (LLDPE), que se estira entre 30% e 320% o do seu comprimento original dependendo do produto final que é requerido. O estiramento se dá na direção de máquina (MD) a unia velocidade de estiramento controlada em duas etapas. Ao rebobinar, diferenciadomente, o filme retém o ar entre as camadas do rolo e forma bordas suaves sobrepostas ao redor da margem do rolo para produzir uni rolo esponjoso e macio que previne e impede o dano ocasionado por quedas devido a sua característica amortecedora.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ROLO DE FILME PRÉ-ESTIRADO COM AR RETIDO E MÉTODO".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um filme estirável para envoltório e, particularmente, a um rolo de filme pré-estirado com ar preso, bem como a um método para fabricar e bobinar um rolo de filme pré-estirado de polietileno linear de baixa intensidade (LLDPE, por sua sigla em inglês), estirado entre 30% e 320% em direção da máquina, dependendo do produto final que é requerido, com um estiramento controlado em duas etapas, o filme tem sido rebobinado de forma diferenciada, o que permite que o ar fique retido entre as capas do rolo produzindo, desta maneira, um rolo macio e esponjoso, o qual impede e resiste aos danos causados por quedas devido à sua característica amortecedora.

ANTECEDENTES DA TÉCNICA

Os rolos de filme estirável ou do tipo aderível são usados para embrulhar e segurar cargas volumosas como caixas sobre paletes. A utilização de um filme que foi previamente estirado simplifica a operação de empacotamento de cargas em paletes. As bordas do filme que foi previamente pré- estirado e rebobinado num eixo de papelão são propensas a danificar-se e, em decorrência, o rendimento do rolo diminui. Por exemplo, se o rolo cair no chão, pode ser danificado ou perfurado em sua borda. 0 dano nas bordas do filme faz com que o filme se rasgue enquanto a carga está sendo empacotada, manuseada ou transportada.

A técnica anterior fornece filmes pré-estirados com bordas reforçadas por meio de seu recozimento, contendo nesta uma prega ou uma dobra. Esses reforços enrijecem as margens do filme, o que a faz mais propensa a danificar-se. Por outro lado, também foram desenvolvidas máquinas com rebobinado usando um padrão oscilatório para proporcionar uma borda de margem alternada ao rolo de filme estirável, reduzindo, deste modo, o risco de dano da borda decorrente do rasgamento, quando o filme é estirado.

O pedido de patente N- U.S. 20030189118, publicado em 9 de outubro de 2003 por Smith, corresponde a um filme pré-estirado com bordas pré-cozidas, as quais são obtidas ao fornecer material termoplástico a uma estação de recozimento e corte, a qual corta longitudinalmente o material pré-estirado, sendo este termicamente recozido ao longo da linha de corte, e rebobinando o material cortado e recozido em rolos.

A Patente N2 U.S. 5.565.222 concedida a Scherer em 15 de outubro de 1996 apresenta um aparelho para dobrar borda de filme estirável e, também, um filme com bordas dobradas. É fornecida uma tira de material de filme estirável para envoltório, com vincos planos e de dupla espessura nas bordas opostas. A tira com dobra é produzida em um aparelho que tem um primeiro cilindro com a largura menor que a largura do material que geralmente alimenta a máquina, a partir da qual as margens opostas do material se projetam além dos extremos opostos do cilindro, e um segundo cilindro para guiar a tira para um ângulo agudo desde o primeiro cilindro fazendo com que as bordas opostas se dobrem. A tira se mantém tensa mediante um cilindro de tensão ou algum outro meio, e são proporcionadas barras-guia para dobrar as bordas opostas além de um ângulo de 90 graus, de modo que continuem sendo dobradas para dentro contra o corpo principal da tira.

A patente N- U.S. 5.531.393, concedida a Salzsauer em julho de 1996 proporciona um rolo de filme plástico estirado com uma superfície gravada para reter o ar e, desse modo, facilitar o desenrolamento do filme estirado entre 50 e 300 por cento de seu comprimento original, que é utilizado para envolver cargas em paletes e, especificamente, inclui uma dobra na borda para reforçar a margem, sendo a dita margem dobrada produzida de modo a minimizar o enrugamento da borda dobrada no rolo.

A patente N- U.S. 6.592.699, cedida a Mehta em 15 de julho de 2003 apresenta um processo para fabricar filme altamente estirável, que tem bordas quase invisíveis permanentemente seladas por meio de calor. Uma máquina para dobras é aplicada às margens do filme para formar bordas dobradas. O filme dobrado passa através de um mecanismo de suporte que tem dois cilindros quentes. Uma série de cilindros de ponto de contato aplica tensão no filme dobrado enquanto é aquecido pelos cilindros quentes. A pressão no ponto de contato junto ao calor fornecido pelos cilindros quentes provoca uma solda térmica das bordas dobradas, resultando em uma selagem térmica permanente. Pelo fato de as bordas do filme dobrarem antes do estiramento a quente, o processo de estiramento a quente cumpre as duas funções, tanto de estiramento quanto de selagem térmica nas bordas. O filme estirado decorrente deste processo tem bordas seladas permanentemente por meio de calor, as quais não se desprendem e impedem o rasgamento do filme durante o processo e uso subseqüentes.

A patente N- U.S. 5.967.437, concedida a Martin-Cocher em 19 de outubro de 1999, reivindica uma máquina para bobinar filme e um método de fabricação de bobinas de filmes pré-estirados, que tem como resultado bobinas de filme pré-estirado. O método para bobinar bobinas de filme estirável pré-estirado inclui a incorporação da oscilação ao filme como um componente perpendicular ao eixo do filme. Por exemplo: durante o pré-estiramento e bobinagem do filme, seja em um carretel tensor, em um carretei de alimentação ou em uma bobina de onde se obtém o filme estirável a ser estirado, o filme se mantém em oscilação e/ou o centro de rebobinamento se mantém em oscilação. Isso garante que as camadas sucessivas de filme estejam escalonadas, especialmente nas margens do rolo de filme. As bobinas de filme obtidas dessa forma não apresentam uma maior espessura, nem baixa tensão nas margens das bobinas, como ocorre no caso do filme pré-estirado da técnica anterior.

Obtém-se uma melhor resistência à danificação com o subseqüente perigo de rasgamento, não somente através da menor tensão na margem da bobina, como também por obter uma borda arredondada no rolo do filme na bobina.

A patente N- U.S. 6.102.313 concedida a Salzsauer em 15 de agosto de 2000 descreve um método e um aparelho para produzir rolos de material em folha sem centro de papelão e um rolo de material sem centro. Um rolo de material em folha, como filme plástico para envoltório, que possui uma camada interna bobinada a baixa tensão e uma camada externa bobinada a pressão mais alta fornece um rolo sem centro. Com a eliminação da necessidade de um centro, o custo de produção de rolos de material em folha é reduzido, além da redução do peso e das dimensões externas do rolo, com a subseqüente redução dos custos de expedição e armazenamento. Um aparelho e método para produzir um rolo comum, como esse partindo de um rolo mestre pré-bobinado ou como parte de uma linha de produção para fazer o material em folha envolve a variação da tensão longitudinal aplicada ao material em folha a ser bobinado em um eixo expansível. Após o rolo ter sido tratado, o eixo expansível colapsa e é extraído do rolo para obter um rolo sem núcleo. O rolo mestre pode ser pré-estirado previamente à formação do rolo sem centro, se desejado, e pode ser pré-estirado como uma etapa na formação do rolo sem centro. As camadas formam uma estrutura que realça a habilidade do ar a ser retido entre as sucessivas camadas do rolo, o dito ar retido pode ajudar a transmitir rigidez ao rolo completo, evitando seu colapso, quando este eixo for removido.

A patente N- U.S. 5.458.841 concedida a Shirrell em 17 de outubro de 1995 refere-se a um processo e aparelho para fabricar filme plástico pré-estirado. O método e o aparelho são capazes de produzir um filme partindo de material fundido e mediante o esfriamento do filme, de modo a alcançar uma condição não fundida para posterior estiramento. O filme esfriado é introduzido e passado através de um ponto de contato primário e um ponto de contato secundário para, plástica e elasticamente, estirar o filme esfriado para orientar o filme a frio, de modo que o dito filme seja estirado além do seu ponto limite elástico. O filme esfriado é introduzido em diversos cilindros em seqüência em uma tensão relativamente baixa, por determinada distância que permite o relaxamento do filme esfriado, e recobre uma maior parte de sua deformação elástica. A partir desse ponto, o filme é formado em um rolo antes da sua fixação a uma unidade.

A patente US n° 6.375.78 concedida a Wojcik em 23 de abril de 2002 ilustra um aparelho e um processo de alta velocidade para esquentar e estirar um filme por meio de um mecanismo de estiramento que inclui um primeiro cilindro quente e um segundo cilindro quente. O filme é estirado enquanto se transfere do primeiro cilindro para o segundo cilindro quente, o qual gira a uma velocidade mais alta que a velocidade com que gira o primeiro cilindro quente. O filme é fornecido ao mecanismo do estiramento a uma velocidade que oscila entre 1500 e 2500 pés por minuto, onde é estirado até obter um comprimento superior a 450% de seu comprimento inicial. O contato de envolvimento entre os cilindros quentes de grande diâmetro e o filme, assim como a pequena distância entre os dois cilindros quentes, apresenta, como resultado, um filme altamente estirado com um mínimo de enfunilamento.

É necessário um rolo de filme pré-estirado para envolver paletes que possa ser estirado até uma ampla faixa de porcentuais de seu comprimento original, e rebobinado diferenciadamente para reter o ar entre as camadas do rolo de modo a proporcionar resistência aos golpes e que seja fácil de usar, além de um método para fabricar tal filme.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

Um dos objetivos da presente invenção é obter um rolo de filme pré-estirado para envolver paletes e um método para fabricar um filme que possa ser pré-estirado num processo de duas fases até uma ampla faixa de porcentuais de seu comprimento, diferenciadamente rebobinado para reter o ar entre as camadas de filme, produzindo assim um rolo resistente a golpes, que seja fácil de usar e que pese aproximadamente a metade do peso dos filmes estiráveis convencionais para aplicação manual.

Um objetivo relacionado a este invento é proporcionar um rolo de filme que se estira num processo de duas fases através de três cilindros cobertos de poliuretano operando em diferentes velocidades individualmente controladas e transmitidas através de engrenagens ou correntes e rodas dentadas ou uma transmissão de esteira sincrônica para pré-estirar o filme na ordem de 30% a 320% do comprimento original do filme base.

Outro objetivo relacionado à presente invenção é fornecer um método de estiramento e construção de um aparelho em que o filme é forçado a se envolver ao redor dos cilindros de estiramento por meio da montagem de um carro de cilindros em seqüência, que por sua vez facilitam o abastecimento da matéria-prima na máquina.

Outro objetivo adicional desta invenção é fornecer a montagem de um carro de cilindros em seqüência que se separa da base da máquina, sendo que o dito carro gira por meio de dobradiças e se abre para permitir o fácil abastecimento da matéria-prima e, uma vez carregada a matéria-prima na máquina, o carro fica novamente bloqueado na posição fechada por um par de cilindros pneumáticos, estando o filme estirável entre os cilindros estiradores e os cilindros em seqüência para criar uma passagem rápida e de fácil movimentação, a fim de carregar o material e executar o método.

Outro objetivo adicional desta invenção é proporcionar um rolo de filme estirável que tem o ar retido por meio do método de rebobinamento diferenciado, o qual facilita a retenção do ar entre as camadas sucessivas de filme pré- estirado ao ser rebobinado na estação de rebobinamento do aparelho.

Em suma, um rolo de filme pré-estirado e um método para estirar um filme estirável de polietileno linear de baixa intensidade (LLDPE, pelas suas siglas em inglês), mono- orientado ou estirado, entre 30% e 320% sobre o comprimento original do filme base, dependendo do produto final que é requerido, na direção da máquina (DM) em um processo de estiramento controlado em duas etapas. Logo a seguir rebobina-se o filme de modo diferenciado, a fim de reter o ar entre as camadas do rolo,, produzindo um rolo macio e esponjoso que resiste e impede danos causados por quedas por sua característica amortecedora. Uma das vantagens da presente invenção é a de produzir um filme para envolver paletes que pode ser pré-estirado entre 30% e 320% de seu comprimento original, de acordo com as necessidades das aplicações específicas.

Uma vantagem adicional desta invenção é a de proporcionar um rolo de filme pré-estirado para invólucro com retenção de ar e obter um efeito amortecedor. Outra vantagem adicional desta invenção é fornecer um rolo de filme pré-estirado para envolver paletes, que é pré-estirado na quantidade adequada para o serviço, facilitando o uso e evitando ferimentos ao eliminar o esforço que requerido para estender o dito filme manualmente.

Outra vantagem adicional é que este pesa aproximadamente a metade do peso de um rolo de filme estirável convencional de comprimento equivalente, o que facilita seu manuseio.

Outra vantagem adicional desta invenção é a de proporcionar uma movimentação fácil e rápida para carregar a matéria-prima e executar o método.

Breve Descrição dos Desenhos

Estes e outros detalhes da invenção serão descritos em relação às figuras anexas, as quais são fornecidas apenas para fins ilustrativos, e não com objetivo de restringir a invenção.

A Figura 1 é uma vista lateral esquemática do filme pré-estirado da presente invenção no momento de ser estirado no aparelho de estiramento de filme, e bobinado em um rolo, executando-se o método da presente invenção.

A Figura 2 é uma vista lateral esquemática do filme estirado e do aparelho da Figura 1 mostrando o arranjo vertical dos cilindros seguidores em posição aberta e afastada os cilindros estiradores ativos, para permitir o fácil carregamento da matéria-prima no aparelho.

A Figura 3 é uma vista elevada lateral esquemática da extremidade de um rolo terminado do filme pré- estirado da presente invenção.

A Figura 4 é uma vista elevada frontal esquemática de um rolo terminado do filme pré-estirado da presente invenção.

A Figura 4A é uma vista detalhada esquemática de uma borda que se projeta do filme pré-estirado rebobinado, demonstrando a borda angular projetada, e o ar retido entre as capas do filme no rolo.

A Figura 5 é uma vista do plano superior esquemática da estação de rebobinamento da presente invenção.

A Figura 6 é uma vista elevada lateral esquemática da estação de rebobinamento da presente invenção.

A Figura 7 é uma vista em corte esquemática da estação de rebobinamento que se mostra na Figura 6.

Método preferido para executar a invenção:

Nas Figuras 1 a 7, a presente invenção inclui um filme pré-estirado 20B para envolver artigos grandes, um aparelho estirador para executar o método da presente invenção, e um rolo terminado do filme pré- estirado e rebobinado com ar retido entre as camadas do filme. Na Figura 1, um filme pré-estirado 20B de polietileno linear de baixa intensidade mono-orientado (LLDPE) é estirado desde um comprimento não estirado do filme base ou matéria-prima 20A desde o primeiro rolo 31 até o comprimento desejado para satisfazer os requerimentos de uso na direção da máquina (paralelo ao lado das bordas) em processo controlado de estiramento em duas etapas. O filme pré-estirado tem linhas de estiramento 28 na direção da máquina, paralelas aos lados do filme, tal como se observa no rolo pré- estirado terminado 32 das Figuras 3 e 4.0 filme pré-estirado 20B é bobinado num segundo rolo 32, com o filme pré-estirado bobinado ao redor de um centro de papelão 33B com espaços de ar 27, tal como se mostra na Figura 4A, entre as camadas de filme pré-estirado produzido pelo rebobinado diferenciado do dito filme pré- estirado, o qual faz com que o ar retido 27 fique entre as camadas do filme pré-estirado, obtendo um rolo acolchoado com uma característica esponjosa e macia, o que previne e impede danos causados por quedas em função de sua característica amortecedora.

O filme pré-estirado pode ser estirado o quanto necessário, dependendo do uso pretendido para qualquer filme pré-estirado entre 30% e 320% além do comprimento original do filme base que serve de matéria-prima.

Na Figura 1, um método para pré-estirar filme e formar um rolo de filme pré-estirado com ar retido, no qual as bordas são suaves e se superpõem para envolver artigos grandes; consta de duas etapas: Uma primeira etapa consiste em pré-estirar um filme base de polietileno linear de baixa intensidade mono- orientado (LLDPE) desde um rolo de matéria-prima não estirada 20A, que está num primeiro rolo 31 de um comprimento não estirado até o comprimento desejado a fim de satisfazer os requerimentos de uso, estirando o filme em direção da máquina, produzindo linhas de estiramento 28 paralelas às bordas dos lados do filme em um processo de estiramento controlado em duas etapas de estiramento, e rebobinando o filme pré-estirado 28B num segundo rolo 32.

O filme pré-estirado pode ser estirado o quanto necessário, produzindo um filme pré-estirado entre 30% e 320% maior que o comprimento original do filme base ou matéria-prima 20A.

A primeira etapa consiste em estirar o filme em três cilindros estiradores cobertos de poliuretano 21, 22 e 23 que giram em diferentes velocidades crescentes e individualmente controladas, uma primeira fase de estiramento ocorre entre um primeiro cilindro 21 e um segundo cilindro 22 que estiram o filme entre 30% e 150% além do comprimento original do filme base que serve de matéria-prima, e uma segunda fase de estiramento entre o segundo cilindro 22 e um terceiro cilindro 23 estirando o filme entre 0% e 170% além do comprimento obtido do filme após a primeira fase. As velocidades crescentes nos cilindros estiradores são mantidas em uma quantidade determinada, dependendo do uso pretendido para o produto terminado, sendo que as ditas velocidades se transmitem por engrenagens, correntes e rodas dentadas ou por uma esteira de transmissão sincronizada.

Na Figura 2, uma montagem de carro de cilindros seguidores 15 se afasta da base da máquina ao girar para fora sobre um pivô para permitir o fácil fornecimento do filme base 20A a partir do rolo 31. Uma vez que a máquina for abastecida, o carro é fixado na posição fechada por dois cilindros pneumáticos, sendo que o filme estirável entre os cilindros de estiramento 21, 22 e 23 e os cilindros seqüenciais 10, 11, 12, 13 e 14.

Nas Figuras 5, 6 e 7, uma segunda etapa compreende o rebobinamento diferenciado do segundo rolo 32 de filme pré-estirado, que consiste em reter o ar 27 entre uma série de camadas do filme pré-estirado 20B e produzindo uma borda sobreposta suave 26, como se pode observar na Figura 4A, obtendo-se, desse modo, um segundo rolo acolchoado 32 com uma característica esponjosa e macia, o que previne e impede o dano causado por quedas em função de sua característica amortecedora.

Nas Figuras 5 a 7 a etapa de rebobinamento diferenciado inclui um centro de papelão 33B do segundo rolo 32 que desliza sobre um mandril de velocidade fixa 46 a uma velocidade controlada, de acordo com a quantidade de pressão exercida por um cilindro pneumático guiado 48, que permite rebobinar o material 20Β de forma diferenciada, enquanto o diâmetro do rolo 32 aumenta. Esse rebobinamento diferenciado permite e eleva a capacidade de reter o ar 27, tal como se observa na Figura 4A, entre as camadas do filme ao ser rebobinadas no centro de papelão 33B. A velocidade periférica no centro de papelão é afixada entre 5% e 20% maior que a velocidade periférica do terceiro cilindro de estiramento 23.

Na prática, o filme pré-estirado 20B é desenrolado do rolo 32 e envolvido no palete ou em algum outro artigo grande, posteriormente o filme se adere automaticamente e se fixa ao palete ou qualquer outro artigo grande sem requerer uma tensão excessiva adicional no ato de envolver o filme, pelo fato de ter sido pré-estirado anteriormente até o comprimento desejado para a utilização.

Entende-se que a descrição anterior é proporcionada para simples ilustração, e não como limitação à invenção, sendo que várias modificações podem ser executadas sem se afastar da essência da invenção tal como se reivindica.

Claims (7)

1. Filme pré-estirado para envolver artigos grandes, sendo que o filme é caracterizado pelo fato de compreender: um filme pré-estirado de polietileno linear mono- orientado de baixa intensidade (LLDPE) pré-estirado de comprimento não estirado de um filme base até um comprimento desejado na direção da máquina para satisfazer os requerimentos de uso num processo de estiramento controlado em duas etapas, o filme pré-estirado tendo linhas de estiramento na direção de máquina, o filme pré-estirado bobinado em rolo com espaços de ar entre as camadas do filme produzido pelo rebobinamento diferenciado do filme pré-estirado e, dessa forma, reter o ar entre as camadas do filme pré-estirado em rolo com bordas suaves e sobrepostas ao redor do mesmo, obtendo determinados rolos acolchoados, esponjosos e suaves que impedem e resistem aos danos causados por quedas, devido a sua característica amortecedora.

2. Filme pré-estirado, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o comprimento do filme pré-estirado está entre 30% e 320% maior que o comprimento original do filme base.

3. Método para pré-estirar filme para envolver artigos grandes, caracterizado pelo fato de compreender: uma primeira etapa para pré-estirar um filme de polietileno linear mono-orientado de baixa densidade (LLDPE) a partir de um comprimento não estirado de filme base até o comprimento desejado, a fim de satisfazer os requerimentos de uso que estiram o filme em direção de máquina em um processo controlado de estiramento controlado em duas etapas, formando linhas de estiramento no filme na direção de máquina e enrolando o filme pré-estirado em um segundo rolo; uma segunda etapa em que se rebobina o filme pré-estirado do segundo rolo de forma diferenciada, retendo o ar entre uma série de camadas do filme pré-estirado para produzir espaços de ar entre as mesmas camadas do filme pré-estirado e produzindo bordas suaves e sobrepostas ao redor do rolo, criando assim um segundo rolo que absorve golpes, dotado de uma aparência esponjosa e macia que previne e impede o dano causado por quedas devido a sua característica amortecedora.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a primeira etapa compreende estirar o filme até um comprimento que oscila entre 30% e 320% do comprimento original do filme base.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que a primeira etapa inclui estirar o filme em três cilindros estiradores recobertos de poliuretano, os quais giram em diferentes velocidades crescentes e individualmente controladas, em que uma primeira fase de estiramento ocorre entre um primeiro cilindro e um segundo cilindro estirador recobertos de poliuretano, e uma segunda fase de estiramento que ocorre entre o segundo e o terceiro cilindro estirador recobertos de poliuretano.

6. Método, de acordo com a reivindicação 3, onde a segunda etapa de rebobinamento diferenciado é caracterizada pelo fato de compreender o fornecimento de um centro de papelão do segundo rolo que desliza sobre um mandril de velocidade fixa em uma velocidade controlada pela quantidade de pressão exercida por um cilindro pneumático guiado, permitindo o enrolamento do filme pré-estirado à medida que aumenta o diâmetro do segundo rolo.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a velocidade periférica do centro de papelão se mantém de 5% a 20% superior à velocidade periférica do terceiro cilindro estirador.